离心泵机械密封泄漏原因分析及处理方法

陈红波

【摘要】分析了离心泵机械密封泄露的原因，处理方法及检修过程中存在的误区和注意的问题。

【关键词】离心泵 机械密封 泄漏

目前机械密封在离心泵中应用非常广泛，机械密封的密封效果将直接影响整机的运行，尤其在化工生产过程中，由于生产的连续性，机械密封出现泄漏，将严重影响着生产的正常进行。

一、机械密封泄漏的原因分析

（一）机械密封的工作原理

机械密封是靠动环与静环的接触面在运动中始终贴合，实现密封。机械密封通常由动环、静环、压紧元件和密封原件组成，其中动环和静环的端面产生适当的比压和保持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。

（二）主要的泄漏点

主要泄漏点有：轴套与轴间的密封；动环与轴套间的密封；动、静环间的密封；对静环与静环座间的密封；密封端盖与泵体间的密封。

一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决。其余的泄漏直观上很难辨别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、判断，才能得出正确结论。

（三）泄漏原因分析及判断

（1）安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，试压查漏，觀察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化，则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。

（2）试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后，基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。引起摩擦副密封失效的因素主要有：操作中，因抽空、气蚀、憋压等异常现象，引起较大的轴向力，使动、静环接触面分离；安装机械密封时压缩量过大，导致摩擦副端面严重磨损，擦伤；动环密封圈过紧，弹簧无法调整动环的轴向浮动量；静环密封圈过松，当动环轴向浮动时，静环脱离静环座；工作介质中有颗粒状物质，运转中进入摩擦副，擦伤动、静环密封端面；上述现象在运转中经常出现，有时可以通过适当调整静环座等予以消除，但多数需要重新拆装，更换密封。

（3）正常运转中突然泄漏。离心泵在运转中突然泄漏，少数是因正常磨损或已达到使用寿命，而大多数是由于工况变化较大或操作、维护不当引起的。抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破坏；对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环，热量积聚，引起介质气化，导致密封失效；对较长时间停运，重新启动时没有手动盘车，摩擦副因粘连而扯坏密封面；环境温度急剧变化；工况频繁变化而调整；突然停电或故障停机等。

离心泵在正常运转中突然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大的事故或损失。

二、机械密封检修中的几个误区

（1）弹簧压缩量越大密封效果越好。其实不然，弹簧压缩量过大，可导致摩擦副急剧磨损，瞬间烧损；过度的压缩使弹簧失去调节动环端面的能力，导致密封失效。

（2） 动环密封面越紧越好。其实动环密封圈过紧有害无益。一是加剧密封圈与轴套间的磨损，过早泄漏，二是增大了动环轴向调整、移动的阻力，在工况变化频繁时无法适时进行调整；三是弹簧过度疲劳易损坏，四是使动环密封圈变形，影响密封效果。

（3）静环密封圈越紧越好。静环密封圈基本处于静止状态，相对较紧密封效果会好些，但过紧也是有害。一是引起静环密封因过度变形；二是静环材质以石墨居多，一般较脆，过度受力极易引起破碎；三是安装、拆卸困难，极易损坏静环。

（4）叶轮锁母越紧越好。机械密封泄漏中，轴套与轴之间的泄漏（轴间泄漏）是比较常见的。一般认为，轴间泄漏就是叶轮锁母没锁紧，其实导致轴间泄漏的因素较多，如轴间垫失效，偏移，轴间内有杂质，轴与轴套配合处有较大的形位误差，接触面破坏，轴上各部件有间隙，轴头螺纹过长等都会导致轴间泄漏，锁母锁紧过度只会导致轴间垫过早失效，相反适度锁紧锁母，使轴间垫始终保持一定的压缩弹性，在运转中锁母会自动适时锁紧，使轴间始终处于良好的密封状态。

（5）新的比旧的好。相对而言，使用新机械密封的效果好于旧的，在聚合性和渗透性介质中，静环如无过度磨损，还是不更换为好。因为静环在静环座中长时间处于静止状态，使聚合物和杂质沉积为一体，起到了较好的密封作用。

三、处理方法

离心泵的机械密封时由两块垂直于轴的密封元件（动坏和静环）组成的，其表面光洁而平直，相互贴合。密封端面平面度不大于0.0009mm，表面粗糙度，金属材料Ra=0.02μm，非金属材料Ra=0.04μm。动环和静环作相对转动，摩擦副材料为石墨、氧化铝陶瓷、 碳化硅、氮化硅、碳化钨硬质合金等。工作时，靠弹簧的密封介质（工作溶液）的压力在旋转的动环和静环的接触表面上产生适当的压紧力，使两端面紧密贴合，并在端面间产生一层极薄的液体膜而达到密封的目的，液体膜具有外层流体压力与内层静压力，起着润滑和平衡压力作用。

四、检修时注意的问题

当静环或动环密封圈难安装到位时，可在此处涂抹润滑油。安装过程中静止用工具敲打密封元件，应使用专用工具进行安装，以防密封元件的损坏，安装密封时应轻拿轻放，避免损坏密封件。弹簧弹力不足时，动环与静环密封面间容易产生间隙，可移动固定螺钉，以增加弹簧弹力或更换弹簧。

五、结论

由于注意了以上几个机械密封检修时的误区，并采用了恰当的处理方法，通过2年的实际运行，效果显著，节约了大量的资金。